孫士青,史建國(guó),馬耀宏,楊俊慧
(山東省科學(xué)院生物研究所,山東濟(jì)南250014)
蛇床子素(osthole)化學(xué)名為甲氧基歐芹酚或歐芹酚甲醚,是中藥蛇床子(Cnidium monnieri(L.)Cuss.)中含量最高的一種香豆素類有效成分。現(xiàn)代藥理研究表明,蛇床子素具有抗高血壓、抗心律失常、抗骨質(zhì)疏松、抗炎以及抗變態(tài)反應(yīng)等功效[1]。
高純度蛇床子素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%以上)的制備是研發(fā)一類創(chuàng)新藥物的必需物質(zhì)基礎(chǔ),目前報(bào)道的蛇床子素的提取可采用溶劑法、酸堿法、超聲法及超臨界萃取法等[2-4]。但是,能夠在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的提取方法主要是采用通用提取裝置的溶劑法。超聲法、超臨界萃取法都需要專用的提取設(shè)備,成本高、通用性差且維護(hù)保養(yǎng)難度大,難以大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。酸堿法對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)、環(huán)境污染壓力大,屬于行業(yè)限制采用的提取法。分離蛇床子素主要有重結(jié)晶法、包結(jié)重結(jié)晶法以及色譜法等[5-7],由于蛇床子素特殊的親酯性使得分離蛇床子素需采用的重結(jié)晶溶劑以及色譜洗脫溶劑多為氯仿、苯、甲醇和石油醚等有毒、有害、易燃和易爆試劑[2-3]。如果在藥品生產(chǎn)過程中使用以上試劑,不僅對(duì)環(huán)境安全、人員健康有嚴(yán)重危害,而且有毒試劑在所制備的藥品中的殘留量也將成為新藥審評(píng)中難以克服的問題。本文采用大孔樹脂層析結(jié)合酸性氧化鋁吸附法分離蛇床子素,僅用乙醇為提取溶劑,而將經(jīng)過大孔樹脂除去了親脂性雜質(zhì)的總香豆素類化合物吸附在酸性氧化鋁表面裝入索氏提取器中,再用原本對(duì)蛇床子素溶解性并不強(qiáng)、不適合作重結(jié)晶溶劑的乙酸乙酯連續(xù)回流洗脫,突出乙酸乙酯對(duì)吸附在酸性氧化鋁表面的蛇床子素的選擇性洗脫能力,巧妙地將提取裝置用于分離操作,從而實(shí)現(xiàn)只用乙醇與乙酸乙酯兩種低毒又經(jīng)濟(jì)的試劑即可方便快捷地制備高純度蛇床子素,為蛇床子素的工業(yè)化開發(fā)提供了安全可行的工藝條件。
LC-15高效液相色譜儀(島津);SPD-15C紫外可見檢測(cè)器(島津);蛇床子素對(duì)照品由國(guó)家藥品生物制品檢定所提供;蛇床子購自亳州藥材市場(chǎng)(供試藥材由山東省中醫(yī)藥研究院孫立立研究員鑒定);FL-1大孔吸附樹脂(天津歐瑞生物科技有限公司);乙醇、乙酸乙酯、氧化鋁均為化學(xué)純。
色譜柱:島津 C-18柱(250 mm×4.6 mm);流動(dòng)相:乙腈∶水 =70∶30,檢測(cè)波長(zhǎng):249 nm,流速:0.8 mL/min,理論塔板數(shù):5 000,進(jìn)樣量:20 μL。
精密稱取蛇床子素對(duì)照品加乙醇成100 μg/mL溶液作為對(duì)照品溶液,精密量取對(duì)照品溶液2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 μL分別注入液相色譜儀,以蛇床子素進(jìn)樣量為橫坐標(biāo),吸收峰面積積分值為縱坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得回歸方程Y=308X+342,R=0.998,表明蛇床子素在0.28~1.10 μg范圍內(nèi)與峰面積積分值呈良好的線性關(guān)系。
參照《中國(guó)藥典》藥材蛇床子“含量測(cè)定”項(xiàng)下要求操作[8]。
蛇床子藥材分成不破碎、破粗粉、破細(xì)粉各100 g,分別加入體積分?jǐn)?shù)為75%、85%、95%的乙醇回流提取3次,每次1 h。合并乙醇提取液于68℃減壓蒸餾回收乙醇,轉(zhuǎn)水液放置至室溫,濕法上樣1 kg FL-1大孔樹脂層析柱(柱直徑8 cm、柱床高度80 cm)。上樣后用水洗脫2個(gè)柱床、體積分?jǐn)?shù)30%乙醇洗脫2個(gè)柱床,體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇洗脫至洗脫液檢不出蛇床子素,減壓蒸餾回收體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇洗脫液至無乙醇蒸餾液滴出。
取上述蒸除乙醇的蛇床子素水溶液分別拌入中性、酸性、堿性氧化鋁50 g,80℃烘干水分粉碎過60目篩,裝入濾紙筒置索氏提取器中加乙酸乙酯500 mL浸泡過夜,連續(xù)回流洗脫10 h,洗脫液蒸餾回收溶劑至過飽和狀態(tài),放置析出白色蛇床子素結(jié)晶,經(jīng)HPLC測(cè)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)在95%以上。
蛇床子素得率(%)=(制得蛇床子素總量/藥材蛇床子素量)×100%。
制得蛇床子素總量=(產(chǎn)品中蛇床子素測(cè)得量/測(cè)定稱樣量)×制得物總量。
采用L9(34)正交表考察乙醇濃度、藥材粉碎度、氧化鋁酸堿性對(duì)蛇床子素得率的影響,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)因素水平表(表1)。
表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Orthogonal experiment design
3份平行樣品測(cè)定結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為1.21%、1.24%、1.25%,平均含量1.23%,符合《中國(guó)藥典》“含量不低于1%”的要求。
根據(jù)表1的設(shè)計(jì)測(cè)定不同影響因素(A、B、C)以及不同水平對(duì)應(yīng)的純化產(chǎn)品中蛇床子素含量,計(jì)算蛇床子素得率(表2)。
表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal experiment results
由表2分析知,上述因子影響蛇床子素得率的程度依次為:A>B>C,乙醇濃度對(duì)蛇床子素提取得率影響最大,最佳工藝組合為A3B2C1,即加入體積分?jǐn)?shù)95%乙醇于粉碎成粗粉的蛇床子中回流提取,提取液回收溶劑轉(zhuǎn)水液上大孔樹脂柱,大孔柱體積分?jǐn)?shù)80%乙醇洗脫液回收溶劑后拌酸性氧化鋁烘干后,再用乙酸乙酯回流洗脫,乙酸乙酯洗脫液回收溶劑至過飽和狀態(tài)放置析晶,此工藝蛇床子素得率最高。
乙酸乙酯在連續(xù)回流條件下可以選擇性地洗脫吸附在酸性氧化鋁表面的蛇床子素,洗脫液回收溶劑至過飽和狀態(tài)后便可析出高純度蛇床子素,相比重結(jié)晶法可以大大減少有機(jī)溶劑用量,提高工業(yè)化生產(chǎn)過程的安全性、降低生產(chǎn)成本;而與色譜法分離蛇床子素工藝比較,本文方法可以減少操作環(huán)節(jié)、增加樣品處理量和產(chǎn)品中蛇床子素的均一性。
蛇床子素在氧化鋁表面的吸附性能與洗脫性能目前未見報(bào)道,所以相關(guān)基礎(chǔ)研究薄弱,氧化鋁的粒度、晶型、含水量對(duì)蛇床子素吸附與洗脫的影響、結(jié)晶母液中的蛇床子素的回收利用等都是下一步研究的重點(diǎn)。
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